题目
设 F(x) 是 f(x) 的一个原函数,则 int e^-x f(e^-x) , dx 等于( )。A. F(e^-x) + CB. -F(e^-x) + CC. F(e^x) + CD. -F(e^x) + C
设 $F(x)$ 是 $f(x)$ 的一个原函数,则 $\int e^{-x} f(e^{-x}) \, dx$ 等于( )。
A. $F(e^{-x}) + C$
B. $-F(e^{-x}) + C$
C. $F(e^x) + C$
D. $-F(e^x) + C$
题目解答
答案
B. $-F(e^{-x}) + C$
解析
本题考查原函数的概念以及不定积分的换元积分法。解题的关键思路是通过换元法将给定的积分转化为已知原函数关系的形式,再利用原函数与不定积分的关系进行求解。
- 换元:
设$t = e^{-x}$,对$t$求导,根据求导公式$(e^{ax})^\prime=ae^{ax}$,可得$dt = (e^{-x})^\prime dx=-e^{-x}dx$,即$e^{-x}dx=-dt$。 - 将换元结果代入原积分:
把$t = e^{-x}$和$e^{-x}dx=-dt$代入$\int e^{-x} f(e^{-x}) \, dx$中,得到$\int f(t)(-dt)=-\int f(t)dt$。 - 利用原函数与不定积分的关系:
已知$F(x)$是$f(x)$的一个原函数,根据原函数的定义,$\int f(x)dx = F(x)+C$($C$为常数),那么$\int f(t)dt = F(t)+C$。
所以$-\int f(t)dt=-F(t)+C$。 - 回代$t$:
把$t = e^{-x}$代回$-F(t)+C$,得到$-F(e^{-x})+C$。